البريليوم هيدريد (BeH2) التركيب الكيميائي ، والخصائص والاستخدامات



ال هيدريد البريليوم مركب تساهمي يتكون من البريليوم القلوي الأرضي والهيدروجين. الصيغة الكيميائية هي BeH2, ويجري التساهمية ، فإنه لا يتكون من أيون2+ ولا ح-. إنها ، إلى جانب LiH ، واحدة من أخف هيدريدات المعادن التي يمكن تصنيعها.

وينتج عن طريق علاج ديميثيلبيريل ، كن (CH3)2, مع هيدريد الألومنيوم الليثيوم ، LiAlH4. ومع ذلك ، فإن BeH2 يتم الحصول على أنقى من الانحلال الحراري للالثلاثي بوتيل بيرليوم ، Be (C (CH3)3)2 في 210 درجة مئوية.

كجزيء فردي في الحالة الغازية ، يكون خطيًا في الهندسة ، ولكن في الحالة الصلبة والسائلة فإنه يتبلمر في صفائف الشبكات ثلاثية الأبعاد. إنها مادة صلبة غير متبلورة في الظروف العادية ، ويمكن أن تصبح بلورية وتظهر خواص معدنية تحت ضغط هائل.

إنه يمثل طريقة ممكنة لتخزين الهيدروجين ، إما كمصدر للهيدروجين عند التحلل ، أو كغاز ممتص صلب. ومع ذلك ، فإن BeH2 إنه شديد السمية والتلويث بالنظر إلى الطبيعة شديدة الاستقطاب للبريليوم.

مؤشر

  • 1 التركيب الكيميائي
    • 1.1 جزيء BeH2
    • 1.2 سلاسل من BeH2
    • 1.3 شبكات ثلاثية الأبعاد من BeH2
  • 2 خصائص
    • 2.1 شخصية تساهمية
    • 2.2 الصيغة الكيميائية
    • 2.3 المظهر الجسدي
    • 2.4 الذوبان في الماء
    • 2.5 الذوبان
    • 2.6 الكثافة
    • 2.7 التفاعل
  • 3 الاستخدامات
  • 4 المراجع

التركيب الكيميائي

جزيء BeH2

في الصورة الأولى ، يمكن رؤية جزيء فردي من هيدريد البريليوم في الحالة الغازية. لاحظ أن هندستها خطية ، مع فصل ذرات H عن بعضها البعض بزاوية 180 درجة. لشرح مثل هذه الهندسة ، يجب أن تحتوي ذرة Be على تهجين sp.

للبريليوم إلكترونان متساويان ، يقعان في المدار 2s. وفقًا لنظرية رابطة التكافؤ ، يتم ترقية أحد إلكترونات المدار 2s بقوة إلى المدار 2p ؛ ونتيجة لذلك ، يمكن أن تشكل الآن رابطين تساهميين مع المدارين الهجينين sp.

وماذا عن بقية مدارات Be الحرة؟ اثنين من المدارات 2p نقية أخرى متاحة ، غير مهجنة. معهم فارغة ، و BeH2 وهو مركب ناقص الإلكترونات في شكل غازي ؛ وبالتالي ، عن طريق تبريد وتجميع جزيئاتها ، فإنها تتكثف وتبلور في البوليمر.

سلاسل BeH2

عندما تكون جزيئات BeH2 تتبلمر الهندسة المحيطة لذرة Be لتكون خطية وتصبح رباعية السطوح.

في السابق ، تم تصميم بنية هذا البوليمر كما لو كانت سلاسل مع وحدات BeH2 مرتبط بجسور الهيدروجين (الصورة العليا ، مع الكرات بألوان بيضاء ورمادية). على عكس الروابط الهيدروجينية للتفاعلات ثنائية القطب ثنائي القطب ، فإن لها طابع تساهمي.

في جسر Be-H-Be للبوليمر ، يتم توزيع إلكترونين بين الذرات الثلاث (رابط 3C ، 2E) ، والتي يجب أن توجد نظريًا على الأرجح حول ذرة الهيدروجين (لأنها أكثر كهربيًا).

من ناحية أخرى ، فإن Be محاط بأربعة H تمكن من ملء الشواغر الإلكترونية نسبيًا ، مع استكمال ثمانها التكافلي.

هنا تتضاءل نظرية رابطة التكافؤ لإعطاء تفسير دقيق نسبياً. لماذا؟ نظرًا لأن الهيدروجين لا يمكن أن يكون له سوى إلكترونين ، وسيشمل الرابط - H مشاركة أربعة إلكترونات.

لذلك ، لشرح جسور Be-H2-Be (اثنان من الكرات الرمادية المرتبطة بواسطة اثنين من الكرات البيضاء) تحتاج إلى نماذج معقدة أخرى من الرابطة ، مثل تلك التي توفرها النظرية المدارية الجزيئية.

وقد وجد تجريبيا أن التركيبة البوليمرية من BeH2 انها ليست حقا سلسلة ، ولكن شبكة ثلاثية الأبعاد.

شبكات ثلاثية الأبعاد من BeH2

تُظهر الصورة العليا مقطعًا من شبكة BeH ثلاثية الأبعاد2. لاحظ أن الكريات الخضراء المصفرة ، ذرات Be ، تشكل رباعي الاسطح كما في السلسلة ؛ ومع ذلك ، يوجد في هذا الهيكل عدد أكبر من جسور الهيدروجين ، وبالإضافة إلى ذلك ، لم تعد الوحدة الهيكلية هي BeH2 لكن بيه4.

نفس الوحدات الهيكلية BeH2 و BeH4 تشير إلى أنه يوجد في الشبكة وفرة أكبر من ذرات الهيدروجين (4 ذرات لكل منها).

وهذا يعني أن البريليوم داخل هذه الشبكة يتمكن من ملء شاغره الإلكتروني أكثر من داخل هيكل بوليمر يشبه السلسلة..

وكما الفرق الأكثر وضوحا لهذا البوليمر فيما يتعلق جزيء الفردية من BeH2, هو أن يكون يجب أن يكون بالضرورة تهجين sp3 (عادة) لشرح هندسي رباعي السطوح وغير الخطية.

خصائص

شخصية تساهمية

لماذا يعتبر البريليوم هيدريد مركب تساهمي وغير أيوني؟ هيدريد العناصر الأخرى من المجموعة 2 (السيد Becamgbara) هي أيونية ، أي أنها تتكون من المواد الصلبة التي شكلها الكاتيون م.2+ واثنين من الأنيونات هيدريد H- (MGH2, CAH2, باه2). لذلك ، فإن BeH2 انها لا تتكون من كن2+ ولا ح- التفاعل الكهربائي.

الموجبة كن2+ تتميز بقوة الاستقطاب العالية التي تشوه السحب الإلكترونية للذرات المحيطة.

نتيجة لهذا التشويه ، والأنيونات H- يجبرون على تكوين روابط تساهمية ؛ الروابط ، والتي هي حجر الزاوية في الهياكل وأوضح للتو.

الصيغة الكيميائية

بيه2 أو (BeH2) ن

المظهر الجسدي

عديم اللون غير متبلور الصلبة.

الذوبان في الماء

انهار.

الذوبانية

غير قابل للذوبان في إثيل الإيثر والتولوين.

كثافة

0.65 جم / سم 3 (1.85 جم / لتر). يمكن أن تشير القيمة الأولى إلى مرحلة الغاز ، والثانية إلى المادة الصلبة البوليمرية.

التفاعلية

يتفاعل ببطء مع الماء ، ولكن يتم تحلله بسرعة بواسطة HCl لتكوين كلوريد البريليوم ، BeCl2.

يتفاعل هيدريد البريليوم مع قواعد لويس ، وتحديدا تريميثيلامين ، N (CH)3)3, لتشكيل adduct باهتة ، مع هيدريدس الجسر.

أيضا ، يمكن أن تتفاعل مع ثنائي ميثيل أمين لتكوين ثنائي أميد البريليوم ، [Be (N (CH3)2)2]3 والهيدروجين. رد فعل مع هيدريد الليثيوم ، حيث أيون H- هي قاعدة لويس ، شكل LIBeH بالتتابع3 ولي2بيه4.

تطبيقات

قد يمثل هيدريد البريليوم طريقة واعدة لتخزين الهيدروجين الجزيئي. عن طريق تحلل البوليمر ، فإنه يطلق H2, والتي ستكون بمثابة وقود الصواريخ. من هذا النهج ، ستقوم الشبكة ثلاثية الأبعاد بتخزين الهيدروجين أكثر من السلاسل.

أيضًا ، كما يتضح من صورة الشبكة ، هناك مسام تسمح باستضافة جزيئات H.2.

في الواقع ، تحاكي بعض الدراسات ما سيكون عليه التخزين المادي في BeH2 البلورية. أي أن البوليمر يتعرض لضغوط هائلة ، وما هي خصائصه الفيزيائية بكميات مختلفة من الهيدروجين الممتص.

مراجع

  1. ويكيبيديا. (2017). هيدريد البريليوم. تم الاسترجاع من: en.wikipedia.org
  2. أرمسترونج ، دي آر ، جاميسون ، جيه آند بيركينز ، بي. Theoret. شيم. Acta (1979) الهياكل الإلكترونية لهيدريد البريليوم البوليميري وهيدريد البورون البوليمري. 51: 163. doi.org/10.1007/BF00554099
  3. الفصل 3: البريليوم هيدريد وأوليجومرز. تم الاسترجاع من: shodhganga.inflibnet.ac.in
  4. فيكاس ناياك ، سومان بانجر ، وي. ب. فيرما. (2014). دراسة السلوك الإنشائي والإلكتروني للـ BeH2 كمركب تخزين الهيدروجين: نهج أب. أوراق المؤتمرات في العلوم ، المجلد. 2014 ، معرف المقالة 807893 ، 5 صفحات. doi.org/10.1155/2014/807893
  5. رعشة واتكينز. (2008). كيمياء غير عضوية في عناصر المجموعة 1. (الطبعة الرابعة). مولودية جراو هيل.